1.简要说明
1.1座椅设计的基本要求
现代轿车已经不是一个单纯的运载工具,它已经是“人、汽车与环境”的组合体。座椅作为汽车使用者的直接支承装置,在车厢部件中具有非同小可的重要性。汽车座椅的主要功能是为驾驶者提供便于操纵、舒适、安全和不易疲劳的驾驶座位。座椅设计时应同时满足以下几点基本要求:
1.1.1具有良好的静态特性,即座椅的尺寸和形状应使人具有合适的坐姿,良好的体压分布,触感良好,并能调整尺寸与位置,以保证乘坐稳定、舒适,操作方便,视野良好;
1.1.2有良好的动态特性,以缓和与衰减由车身传来的冲击和震动,以保证驾驶员能较长时间工作而不感到疲劳,乘客能感到乘坐舒适愉快;
1.1.3有足够的结构强度、刚度与寿命,具有足够的安全性;
1.1.4结构紧凑、外形与色彩应美观大方,与车身内饰相协调,并尽可能减轻质量、降低成本、有良好的结构工艺性。
1.2座椅的布置
座椅布置要体现出人体工程学的要求。座椅安装位置的尺寸是很重要的,它直接影响到使用者的便利性和舒适性。驾驶座椅是最关键的座椅。它的基本要求是布置合理,操纵方便,即乘坐时驾驶者对方向盘、操纵杆和踏板的良好可及性。驾驶座椅必须要有调节机构,以适应大部分人的身材(汽车工业中所应用的总范围在5%和95%之间,也就是包括了90%人群。设计时一般取5%的女性及95%男性人体样板)。驾驶座椅对方向盘、操纵杆和踏板的可及性决定了人体乘坐的姿势,姿势是由座椅的安排位置和形状设计所决定的。驾驶者乘坐姿势不理想就容易疲劳甚至引起劳损。因此,日本及欧美各大车厂设计驾驶座椅位置都有基本姿势、头部、肩部、手臂、腹部、腿部等活动空间的参考数据,不能随意设计。另外座椅布置还应考虑座椅与周边部件的距离,即在座椅所有调节位置,座椅都应与周边部件保持适当距离,以免干涉造成不良影响;而且应考虑成员头部与顶棚距离,避免正常颠簸时成员头部与顶棚碰撞;还有两排座椅之间的距离也应根据不同的假人来设计,以保证成员的舒适坐姿。 1.3影响座椅舒适性的因素 1.3.1适应腰曲弧线
1.3.2靠背必须有正确的支撑点
1.3.3正确的体压分布
1.3.4保持人体躯干与大腿的舒适夹角
1.4座椅的功能
汽车座椅功能设置的特点,是根据人机工程学原理而设计座椅的舒适性,以及按不同身材的人而设置座椅的可调节性。
一般来说,座椅有如下功能:座椅前后调节、上下调节,靠背角度调节,头枕上下调节、角度调节,坐垫深度调节,靠背腰托支撑调节,座椅整体旋转(360度/180度),座椅折叠、翻转,等等。座椅还可以加载其他装置,使乘坐更加舒适。比如坐垫加热、靠背通风等,头枕还可以装备DVD显示屏,方便后排的乘客观看。
座椅调节可以是手动的,也可以是电动的。若座椅是电动可调的,并且带电加热垫,那么在开发初期要确定电机和电加热垫相关参数。若还有其他附加电器元件(如侧安全气囊、DVD显示屏、安全带等),需要及时和电器确定接插件型号,以及负载功率要求。 2.分类
按位置分:座椅一般分为前排座椅和后排座椅;
前排座椅
后排座椅
按调节功能分:手动四向调节座椅(前后、靠背角度)、手动六向调节座椅(前后、上下、靠背角度)、手动八向调节座椅(前后、座椅前端上下、座椅后端上下、靠背角度)、电动六向调节座椅(前后、上下、靠背角度)、电动八向调节座椅(前后、座椅前端上下、座椅后端上下、靠背角度)等;
按面料分为:针织面料座椅、织绒面料座椅、机织面料座椅、全真皮面料座椅、半真皮面料座椅等。
针织面料 织绒面料 机织面料
全真皮面料 半真皮面 当然,按强调不分的不同,座椅还有其他许多分类方法。 3. 座椅零件构成
汽车座椅一般由骨架、泡沫、面料和调节机构组成。具体构成见下图: 3.1驾驶员座椅:
⑾
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑹
⑺
⑻
⑼
⑽
⑿
⒀
⒁
⒂
(19) ⒄ ⒅ ⒃
⑴调整滑道 ⑵座椅骨架 ⑶靠背弹簧 ⑷靠背泡沫 ⑸坐垫泡沫 ⑹靠背面料 ⑺坐垫面料 ⑻头枕骨架和头枕泡沫总成 ⑼头枕调节导轨 ⑽头枕面料 ⑾⑿调角器 ⒀调角器外护盖 ⒁调角器内护盖 ⒂调角器手柄护盖 ⒃座椅背板和网兜 ⒄ 电动按钮 ⒅ 升降手轮(19) 滑轨装饰盖
3.2后排单人座椅:
⑵ ⑴
⑹ ⑺
⑾ ⑿
⑶
⑷
⑸
⑻
⑼
⑽
⒀
⒂
⒁
⑴座椅骨架 ⑵靠背骨架 ⑶坐垫骨架 ⑷头枕骨架泡沫总成 ⑸头枕调节导轨 ⑹头枕面料 ⑺外护板 ⑻内护板 ⑼ 靠背泡沫 ⑽ 坐垫泡沫 ⑾ 靠背面料 ⑿坐垫面料 ⒀调角器 ⒁ 翻折扣手和护盖 ⒂滑轨装饰盖 3.3后排双人座椅:
⑵ ⑶
⑷ ⑴
⑸
⑻
⑹
⑺
⑿ ⑼ ⑽
⑾
⒁ ⒂ ⒀
⑴座椅骨架 ⑵坐垫泡沫 ⑶靠背泡沫 ⑷扶手泡沫和置物盒 ⑸扶手盖板 ⑹坐垫面料 ⑺靠背面料 ⑻扶手背板 ⑼头枕面料 ⑽左外护板 ⑾右护板 ⑿扶手侧护板 ⒀调角器 ⒁头枕骨架及泡沫总成 ⒂滑轨装饰盖
4.标准
在中国汽车的强检中,座椅必须做以下四项强检试验: ①车座椅系统强度要求及试验方法(GB 15083-1994) ②汽车安全带安装固定点(GB 14167-93)
③车座椅头枕性能要求和试验方法(GB 11550-1995) ④汽车内饰材料的燃烧特性(GB 8410-2006) 座椅相关标准见表一:
5.座椅设计应注意的问题
5.1座椅设计时应满足不同市场的法规要求:
5.1.1对于国内市场应满足国家标准:GB7258-2004、GB11550-1995、GB18986-2003、GB5083-1994、GB8410-2006、GB14167-1993等;
5.2人机工程学
5.2.1轿车座椅由座垫、靠背、头枕等组成,座面和靠背的外形曲线应与人体放松状态下的背部曲线相吻合,乘员入座后座椅的表面形状与体压分布能使乘员的肌肉处于最放松的状态,能支撑到腰椎部位,不会因血液循环不良而引起肢体麻木,长时间乘坐不易感到疲劳; 5.2.3座椅应能保证乘员在舒适的坐姿下与操作部件有良好的可及性。 5.3座椅的主要尺寸(仅供参考) 5.3.1 坐垫尺寸
5.3.2 靠背尺寸
12.靠背最小宽度
5.4座椅与周遍部件应有足够的间隙: 5.4.1座椅固定点设计是否合理:
表1 前座椅与车厢内其他零部件的最小间隙要求
5.4.2 后座椅与车厢内其他零部件的最小间隙要求见表 2。
表2 后座椅与车厢内其他零部件的最小间隙要求
5.4.3 图例说明
5.4.3.1 如图1 所示,前座椅蒙皮轮廓和中央控制台之间的最小间隙为10mm,以避免前座椅前后滑动时与中央控制台干涉。
图1 前座椅蒙皮轮廓和中央控制台之间间隙
5.4.3.2 如图2 所示,安全带附件和中央控制台之间的最小间隙为10mm,以避免前座椅前后滑动时安全带附件与中央控制台干涉。
图2 安全带附件和中央控制台之间间隙
5.4.3.3 如图3 所示,无调节装置的前座椅蒙皮轮廓和前车门内饰板、中柱装饰板之间的最小间隙为10mm,以保证前座椅有足够的活动空间。
图3 前座椅蒙皮轮廓和前车门内饰板、中柱装饰板之间间隙
5.4.3.4 如图4 所示,前座椅蒙皮轮廓和门窗摇手等外露件之间的最小间隙为15mm,以保证前座椅有足够的翻转空间。
图4 前座椅蒙皮轮廓和门窗摇手等外露件之间间隙
5.4.3.5 如图5 所示,手动前座椅位置调节装置和前车门内饰板、中柱装饰板的最小间隙为45mm,以保证乘员有足够的操作空间。
图5手动前座椅位置调节装置和前车门内饰板、中柱装饰板的最小间隙
5.4.3.6 如图6 所示,电动前座椅位置调节装置和前车门内饰板、中柱装饰板之间的最小间隙为40mm,以保证乘员有足够的操作空间。
图6 电动前座椅位置调节装置和前车门内饰板、中柱装饰板之间的最小间隙
5.4.3.7 如图7 所示,可折叠前座椅头枕的旋转弧和顶盖内饰板、遮阳板、活动车顶、风窗玻璃之间的最小间隙为10mm,头枕须调节至最高使用位置,以保证前座椅有足够的空间调节至所有设计位置。
图7可折叠前座椅头枕的旋转弧和顶盖内饰板、遮阳板、活动车顶、风窗玻璃之间的最小间
隙
5.4.3.8 如图8 所示,前座椅坐垫蒙皮轮廓和方向盘之间的最小间隙为170mm,此时方向盘和座椅均在设计位置。
图8前座椅坐垫蒙皮轮廓和方向盘之间的最小间隙
5.4.3.9 如图9 所示,后座椅靠背蒙皮轮廓应与后柱装饰板、后轮罩无间隙贴合;可折叠后靠背蒙皮轮廓和门窗摇手等外露件之间的最小间隙为15mm,以保证后座椅靠背可以无障碍前后翻转。
图9后座椅靠背蒙皮轮廓应与后柱装饰板、后轮罩无间隙
5.4.3.10 如图10 所示,分体式后靠背向前翻转,蒙皮轮廓和前座椅靠背、中央控制台之间的最小斜角间隙为10mm。
图10 分体式后靠背向前翻转,蒙皮轮廓和前座椅靠背、中央控制台之间的最小斜角间隙
5.4.3.11 如图11 所示,后座椅靠背外轮廓和后隔板应无间隙贴合。
图11 后座椅靠背外轮廓和后隔板之间间隙
5.4.3.12 如图12 所示,后座椅蒙皮轮廓和后车门内饰板、门窗摇手等之间的最小间隙为15mm。
图12后座椅蒙皮轮廓和后车门内饰板、门窗摇手等之间的最小间隙
5.4.3.13 如图13 所示,后座椅座垫和后地板地毯应无间隙贴合,后座垫左右两侧尤其如此。
图13后座椅座垫和后地板地毯之间间隙
6.未来发展趋势
过去的轿车以交通为唯一目的,今天的轿车设计思想则倡导人与车的融合,座椅就是这个设计思想中极其重要的环节。现代轿车座椅涉及到电子学、人体工程学、工业设计学等方面的领域,随着汽车技术的发展,轿车座椅巳从一个简单的部件发展到一个比较复杂和精确程度要求比较高的部件。现代轿车座椅从简单的手动4向调节到复杂的电动24向调节,功能越来越强大。今后座椅的发展将更加人性化。
1.简要说明
1.1座椅设计的基本要求
现代轿车已经不是一个单纯的运载工具,它已经是“人、汽车与环境”的组合体。座椅作为汽车使用者的直接支承装置,在车厢部件中具有非同小可的重要性。汽车座椅的主要功能是为驾驶者提供便于操纵、舒适、安全和不易疲劳的驾驶座位。座椅设计时应同时满足以下几点基本要求:
1.1.1具有良好的静态特性,即座椅的尺寸和形状应使人具有合适的坐姿,良好的体压分布,触感良好,并能调整尺寸与位置,以保证乘坐稳定、舒适,操作方便,视野良好;
1.1.2有良好的动态特性,以缓和与衰减由车身传来的冲击和震动,以保证驾驶员能较长时间工作而不感到疲劳,乘客能感到乘坐舒适愉快;
1.1.3有足够的结构强度、刚度与寿命,具有足够的安全性;
1.1.4结构紧凑、外形与色彩应美观大方,与车身内饰相协调,并尽可能减轻质量、降低成本、有良好的结构工艺性。
1.2座椅的布置
座椅布置要体现出人体工程学的要求。座椅安装位置的尺寸是很重要的,它直接影响到使用者的便利性和舒适性。驾驶座椅是最关键的座椅。它的基本要求是布置合理,操纵方便,即乘坐时驾驶者对方向盘、操纵杆和踏板的良好可及性。驾驶座椅必须要有调节机构,以适应大部分人的身材(汽车工业中所应用的总范围在5%和95%之间,也就是包括了90%人群。设计时一般取5%的女性及95%男性人体样板)。驾驶座椅对方向盘、操纵杆和踏板的可及性决定了人体乘坐的姿势,姿势是由座椅的安排位置和形状设计所决定的。驾驶者乘坐姿势不理想就容易疲劳甚至引起劳损。因此,日本及欧美各大车厂设计驾驶座椅位置都有基本姿势、头部、肩部、手臂、腹部、腿部等活动空间的参考数据,不能随意设计。另外座椅布置还应考虑座椅与周边部件的距离,即在座椅所有调节位置,座椅都应与周边部件保持适当距离,以免干涉造成不良影响;而且应考虑成员头部与顶棚距离,避免正常颠簸时成员头部与顶棚碰撞;还有两排座椅之间的距离也应根据不同的假人来设计,以保证成员的舒适坐姿。 1.3影响座椅舒适性的因素 1.3.1适应腰曲弧线
1.3.2靠背必须有正确的支撑点
1.3.3正确的体压分布
1.3.4保持人体躯干与大腿的舒适夹角
1.4座椅的功能
汽车座椅功能设置的特点,是根据人机工程学原理而设计座椅的舒适性,以及按不同身材的人而设置座椅的可调节性。
一般来说,座椅有如下功能:座椅前后调节、上下调节,靠背角度调节,头枕上下调节、角度调节,坐垫深度调节,靠背腰托支撑调节,座椅整体旋转(360度/180度),座椅折叠、翻转,等等。座椅还可以加载其他装置,使乘坐更加舒适。比如坐垫加热、靠背通风等,头枕还可以装备DVD显示屏,方便后排的乘客观看。
座椅调节可以是手动的,也可以是电动的。若座椅是电动可调的,并且带电加热垫,那么在开发初期要确定电机和电加热垫相关参数。若还有其他附加电器元件(如侧安全气囊、DVD显示屏、安全带等),需要及时和电器确定接插件型号,以及负载功率要求。 2.分类
按位置分:座椅一般分为前排座椅和后排座椅;
前排座椅
后排座椅
按调节功能分:手动四向调节座椅(前后、靠背角度)、手动六向调节座椅(前后、上下、靠背角度)、手动八向调节座椅(前后、座椅前端上下、座椅后端上下、靠背角度)、电动六向调节座椅(前后、上下、靠背角度)、电动八向调节座椅(前后、座椅前端上下、座椅后端上下、靠背角度)等;
按面料分为:针织面料座椅、织绒面料座椅、机织面料座椅、全真皮面料座椅、半真皮面料座椅等。
针织面料 织绒面料 机织面料
全真皮面料 半真皮面 当然,按强调不分的不同,座椅还有其他许多分类方法。 3. 座椅零件构成
汽车座椅一般由骨架、泡沫、面料和调节机构组成。具体构成见下图: 3.1驾驶员座椅:
⑾
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑹
⑺
⑻
⑼
⑽
⑿
⒀
⒁
⒂
(19) ⒄ ⒅ ⒃
⑴调整滑道 ⑵座椅骨架 ⑶靠背弹簧 ⑷靠背泡沫 ⑸坐垫泡沫 ⑹靠背面料 ⑺坐垫面料 ⑻头枕骨架和头枕泡沫总成 ⑼头枕调节导轨 ⑽头枕面料 ⑾⑿调角器 ⒀调角器外护盖 ⒁调角器内护盖 ⒂调角器手柄护盖 ⒃座椅背板和网兜 ⒄ 电动按钮 ⒅ 升降手轮(19) 滑轨装饰盖
3.2后排单人座椅:
⑵ ⑴
⑹ ⑺
⑾ ⑿
⑶
⑷
⑸
⑻
⑼
⑽
⒀
⒂
⒁
⑴座椅骨架 ⑵靠背骨架 ⑶坐垫骨架 ⑷头枕骨架泡沫总成 ⑸头枕调节导轨 ⑹头枕面料 ⑺外护板 ⑻内护板 ⑼ 靠背泡沫 ⑽ 坐垫泡沫 ⑾ 靠背面料 ⑿坐垫面料 ⒀调角器 ⒁ 翻折扣手和护盖 ⒂滑轨装饰盖 3.3后排双人座椅:
⑵ ⑶
⑷ ⑴
⑸
⑻
⑹
⑺
⑿ ⑼ ⑽
⑾
⒁ ⒂ ⒀
⑴座椅骨架 ⑵坐垫泡沫 ⑶靠背泡沫 ⑷扶手泡沫和置物盒 ⑸扶手盖板 ⑹坐垫面料 ⑺靠背面料 ⑻扶手背板 ⑼头枕面料 ⑽左外护板 ⑾右护板 ⑿扶手侧护板 ⒀调角器 ⒁头枕骨架及泡沫总成 ⒂滑轨装饰盖
4.标准
在中国汽车的强检中,座椅必须做以下四项强检试验: ①车座椅系统强度要求及试验方法(GB 15083-1994) ②汽车安全带安装固定点(GB 14167-93)
③车座椅头枕性能要求和试验方法(GB 11550-1995) ④汽车内饰材料的燃烧特性(GB 8410-2006) 座椅相关标准见表一:
5.座椅设计应注意的问题
5.1座椅设计时应满足不同市场的法规要求:
5.1.1对于国内市场应满足国家标准:GB7258-2004、GB11550-1995、GB18986-2003、GB5083-1994、GB8410-2006、GB14167-1993等;
5.2人机工程学
5.2.1轿车座椅由座垫、靠背、头枕等组成,座面和靠背的外形曲线应与人体放松状态下的背部曲线相吻合,乘员入座后座椅的表面形状与体压分布能使乘员的肌肉处于最放松的状态,能支撑到腰椎部位,不会因血液循环不良而引起肢体麻木,长时间乘坐不易感到疲劳; 5.2.3座椅应能保证乘员在舒适的坐姿下与操作部件有良好的可及性。 5.3座椅的主要尺寸(仅供参考) 5.3.1 坐垫尺寸
5.3.2 靠背尺寸
12.靠背最小宽度
5.4座椅与周遍部件应有足够的间隙: 5.4.1座椅固定点设计是否合理:
表1 前座椅与车厢内其他零部件的最小间隙要求
5.4.2 后座椅与车厢内其他零部件的最小间隙要求见表 2。
表2 后座椅与车厢内其他零部件的最小间隙要求
5.4.3 图例说明
5.4.3.1 如图1 所示,前座椅蒙皮轮廓和中央控制台之间的最小间隙为10mm,以避免前座椅前后滑动时与中央控制台干涉。
图1 前座椅蒙皮轮廓和中央控制台之间间隙
5.4.3.2 如图2 所示,安全带附件和中央控制台之间的最小间隙为10mm,以避免前座椅前后滑动时安全带附件与中央控制台干涉。
图2 安全带附件和中央控制台之间间隙
5.4.3.3 如图3 所示,无调节装置的前座椅蒙皮轮廓和前车门内饰板、中柱装饰板之间的最小间隙为10mm,以保证前座椅有足够的活动空间。
图3 前座椅蒙皮轮廓和前车门内饰板、中柱装饰板之间间隙
5.4.3.4 如图4 所示,前座椅蒙皮轮廓和门窗摇手等外露件之间的最小间隙为15mm,以保证前座椅有足够的翻转空间。
图4 前座椅蒙皮轮廓和门窗摇手等外露件之间间隙
5.4.3.5 如图5 所示,手动前座椅位置调节装置和前车门内饰板、中柱装饰板的最小间隙为45mm,以保证乘员有足够的操作空间。
图5手动前座椅位置调节装置和前车门内饰板、中柱装饰板的最小间隙
5.4.3.6 如图6 所示,电动前座椅位置调节装置和前车门内饰板、中柱装饰板之间的最小间隙为40mm,以保证乘员有足够的操作空间。
图6 电动前座椅位置调节装置和前车门内饰板、中柱装饰板之间的最小间隙
5.4.3.7 如图7 所示,可折叠前座椅头枕的旋转弧和顶盖内饰板、遮阳板、活动车顶、风窗玻璃之间的最小间隙为10mm,头枕须调节至最高使用位置,以保证前座椅有足够的空间调节至所有设计位置。
图7可折叠前座椅头枕的旋转弧和顶盖内饰板、遮阳板、活动车顶、风窗玻璃之间的最小间
隙
5.4.3.8 如图8 所示,前座椅坐垫蒙皮轮廓和方向盘之间的最小间隙为170mm,此时方向盘和座椅均在设计位置。
图8前座椅坐垫蒙皮轮廓和方向盘之间的最小间隙
5.4.3.9 如图9 所示,后座椅靠背蒙皮轮廓应与后柱装饰板、后轮罩无间隙贴合;可折叠后靠背蒙皮轮廓和门窗摇手等外露件之间的最小间隙为15mm,以保证后座椅靠背可以无障碍前后翻转。
图9后座椅靠背蒙皮轮廓应与后柱装饰板、后轮罩无间隙
5.4.3.10 如图10 所示,分体式后靠背向前翻转,蒙皮轮廓和前座椅靠背、中央控制台之间的最小斜角间隙为10mm。
图10 分体式后靠背向前翻转,蒙皮轮廓和前座椅靠背、中央控制台之间的最小斜角间隙
5.4.3.11 如图11 所示,后座椅靠背外轮廓和后隔板应无间隙贴合。
图11 后座椅靠背外轮廓和后隔板之间间隙
5.4.3.12 如图12 所示,后座椅蒙皮轮廓和后车门内饰板、门窗摇手等之间的最小间隙为15mm。
图12后座椅蒙皮轮廓和后车门内饰板、门窗摇手等之间的最小间隙
5.4.3.13 如图13 所示,后座椅座垫和后地板地毯应无间隙贴合,后座垫左右两侧尤其如此。
图13后座椅座垫和后地板地毯之间间隙
6.未来发展趋势
过去的轿车以交通为唯一目的,今天的轿车设计思想则倡导人与车的融合,座椅就是这个设计思想中极其重要的环节。现代轿车座椅涉及到电子学、人体工程学、工业设计学等方面的领域,随着汽车技术的发展,轿车座椅巳从一个简单的部件发展到一个比较复杂和精确程度要求比较高的部件。现代轿车座椅从简单的手动4向调节到复杂的电动24向调节,功能越来越强大。今后座椅的发展将更加人性化。